KR20220137393A

KR20220137393A - 차량용 주차 로봇

Info

Publication number: KR20220137393A
Application number: KR1020210043428A
Authority: KR
Inventors: 최성호; 송준규; 백승태
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2022-10-12
Also published as: US20240025048A1; CN116887951A; WO2022211601A1

Abstract

차량용 주차 로봇이 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 주차 로봇은 한 쌍의 제1 차륜 및 한 쌍의 제2 차륜을 구비하는 차량을 들어올려 주차장에 주차시키는 차량용 주차 로봇에 있어서, 상기 차량의 상기 한 쌍의 제1 차륜의 회전축을 연장한 방향으로서 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제1 차륜을 들어올릴 수 있는 제1 모듈; 상기 제1 모듈의 상기 한 쌍의 제1 차륜으로부터 상기 한 쌍의 제2 차륜을 향하는 방향으로서 제2 방향 측에 배치되고 상기 차량의 한 쌍의 제2 차륜의 상기 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제2 차륜을 들어올릴 수 있는 제2 모듈; 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈을 연결하는 연결 링크; 및 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

차량용 주차 로봇{Vehicle parking robot}

본 발명은 차량용 주차 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량을 들어올려 주차장의 특정 위치에 차량을 주차할 수 있는 차량용 주차 로봇에 관한 것이다.

차량은 현대 사회에서 보편적으로 사용되는 이동 수단으로서 차량의 사용량은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 차량의 사용량 증가는 차량을 사용하지 않는 경우 차량을 보관하기 위한 주차 공간 부족 문제를 야기한다.

이에 따라, 인구 밀집도가 높은 대도시를 중심으로 차량을 보다 효율적으로 주차하기 위하여 주차 공간이 협소해지고 있는 실정이다.

주차 공간이 협소하게 설계되더라도 운전자가 운행하여 차량을 주차 또는 출차 하기 위한 최소한의 공간이 요구되므로, 주차 공간을 작게 설계하는 데에는 한계가 있었다.

나아가. 주차 공간이 협소해지면, 운전자가 직접 차량을 주차하는 과정에서 높은 숙련도가 요구될 수밖에 없으며, 결국 미숙한 운전자가 주차를 하는 과정에서 크고 작은 사고가 유발된다.

최근, 주차 공간을 확보하고 운전자의 숙련도와 무관하게 주차를 밀도 있게 할 수 있는 기계식 주차 시설이 개발되고 있다.

하지만, 종래의 기계식 주차 시설은 운전자가 직접 기계식 주차 시설의 이동 공간까지 차량을 이동시켜야 하므로, 결과적으로 운전자의 운전 숙련도가 여전히 필요할 수밖에 없다.

또한, 기계식 주차 시설은 주차 가능한 차량의 크기가 한정적이므로 주차 공간을 확보하는 근본적인 문제도 해결하지 못한다.

이에 따라, 종래 이용되던 주차 공간을 최대한 밀도 있게 활용할 수 있으면서도 차량의 크기에 대한 호환성이 높으며, 운전자의 주차에 대한 숙련도가 필요 없는 주차 보조 장비에 대한 요구가 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 차량을 들어올려 운전자의 운전 없이도 차량을 특정 주차 구역에 주차할 수 있는 차량용 주차 로봇을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 차량의 서스펜션을 이용하여 다양한 지형의 주차장을 이용할 수 있는 차량용 주차 로봇을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 주차 로봇은 한 쌍의 제1 차륜 및 한 쌍의 제2 차륜을 구비하는 차량을 들어올려 주차장에 주차시키는 차량용 주차 로봇에 있어서, 상기 차량의 상기 한 쌍의 제1 차륜의 회전축을 연장한 방향으로서 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제1 차륜을 들어올릴 수 있는 제1 모듈; 상기 제1 모듈의 상기 한 쌍의 제1 차륜으로부터 상기 한 쌍의 제2 차륜을 향하는 방향으로서 제2 방향 측에 배치되고 상기 차량의 한 쌍의 제2 차륜의 상기 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제2 차륜을 들어올릴 수 있는 제2 모듈; 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈을 연결하는 연결 링크; 및 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

이때, 연결 링크는 상기 제1 모듈이 상기 제2 모듈과 상대적으로 상기 제1 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하게 형성될 수 있다.

이때, 연결 링크는 상기 제1 모듈이 상기 제2 모듈과 상대적으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 왕복 이동 가능하도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1 모듈은 상기 제2 방향으로 연장되는 제1 몸체; 및 상기 제1 몸체에 결합되고 상기 한 쌍의 제1 차륜을 지지하는 제1 전방 포크 및 제1 후방 포크; 를 포함하고, 상기 제2 모듈은 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 몸체; 및 상기 제2 몸체에 결합되고 상기 한 쌍의 제2 차륜을 지지하는 제2 전방 포크 및 제2 후방 포크; 를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 몸체는 상기 제2 방향으로 연장되는 제1 레일을 포함하고, 상기 제1 전방 포크는 상기 제1 레일에 상기 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합되는 제1 전방 포크 몸체 및 상기 제1 전방 포크 몸체로부터 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 한 쌍의 제1 차륜의 일 측을 지지하는 제1 전방 포크 바를 포함하고, 상기 제1 후방 포크는 상기 제1 레일에 상기 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합되는 제1 후방 포크 몸체 및 상기 제1 후방 포크 몸체로부터 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 한 쌍의 제1 차륜의 타 측을 지지하는 제1 후방 포크 바를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 전방 포크는 상기 제1 전방 포크 몸체의 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되어 구동력을 제공하는 제1 전방 전동 바퀴; 및 상기 제1 후방 포크 몸체의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되어 구동력을 제공하는 제1 후방 전동 바퀴; 를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 전방 포크는 상기 제1 전방 포크 바의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되는 적어도 하나의 제1 전방 보조 바퀴; 및 상기 제1 후방 포크 바의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되는 적어도 하나의 제1 후방 보조 바퀴; 를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 전방 포크는 상기 제1 후방 포크 바를 향하여 상기 제1 전방 포크 바의 일 측에 배치되는 제1 전방 지지 부재를 더 포함하고, 상기 제1 후방 포크는 상기 제1 전방 포크 바를 향하여 상기 제1 후방 포크 바의 일 측에 배치되는 제1 후방 지지 부재; 를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 한 쌍의 제1 차륜이 상기 주차장의 지면으로부터 이격되도록 상기 한 쌍의 제1 차륜을 상기 제1 전방 지지 부재와 상기 제1 후방 지지 부재 사이에 두고 상기 제1 전방 지지 부재와 상기 제1 후방 지지 부재를 인접하도록 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 몸체의 상기 제2 방향의 반대 방향 측에 배치되어 소정의 영역 내에서 3차원으로 사물을 인식하는 제1 사물 인식 센서; 및 상기 제2 몸체의 상기 제2 방향 측에 배치되어 소정의 영역 내에서 3차원으로 사물을 인식하는 제2 사물 인식 센서; 를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 정보를 분석하여 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 주행시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 몸체의 상기 제2 방향의 반대 방향 측에 배치되어 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제1 사물 인식 보조 센서; 및 상기 제2 후방 포크의 상기 제2 방향 측 단부에 배치되어 상기 제3 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제2 사물 인식 보조 센서; 를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1 사물 인식 보조 센서 및 상기 제2 사물 인식 보조 센서에 의하여 수집된 정보를 추가로 분석하여 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 주행시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 사이에 배치되어 마커를 인식하는 마커 센서; 를 더 포함하고, 제어부는 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 위치 정보와 상기 마커 센서로 인식된 마커의 위치 정보를 비교하여 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 위치 정보를 수정할 수 있다.

이때, 상기 제1 후방 포크의 상기 제2 방향 측 단부에 배치되어 상기 제2 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제1 지상고 인식 센서; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 지상고 인식 센서를 통해 상기 차량의 하부면과 상기 주차장의 지면 사이의 거리가 상기 제1 후방 포크의 상부면으로부터 상기 주차장의 지면까지의 거리보다 크면 제1 전방 포크 및 제1 후방 포크가 상기 제1 차륜을 지지하고 제2 전방 포크 및 제2 후방 포크가 상기 제2 차륜을 지지하도록 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 모듈은 상기 제1 방향 측에 배치되어 상기 차량과 상기 제1 모듈 사이의 거리는 측정하는 제1 거리 인식 센서; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 거리 인식 센서를 통해 측정한 거리가 소정의 거리가 될 때까지 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈 사이에 배치되어 상기 차량의 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜을 인식하는 차륜 인식 센서; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜의 중간 지점에 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈의 중간 지점이 상기 제1 방향으로 나란하게 배치되도록 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇은, 제1 차륜을 리프팅하는 제1 모듈 및 제2 차륜을 리프팅하는 제2 모듈을 구비함으로써 차량을 들어올려 운전자의 운전 없이도 차량을 특정 주차 구역에 주차할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇은, 분리된 제1 모듈과 제2 모듈을 연결 링크로 연결함으로써 차량의 서스펜션을 이용하여 다양한 지형의 주차장을 이용할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇을 일 방향으로 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇을 타 방향으로 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 연결 링크를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제어부의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 사물 인식 센서 및 제2 사물 인식 센서의 감지 영역을 제3 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 사물 인식 보조 센서 및 제2 사물 인식 보조 센서의 감지 영역을 제1 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 지상고 인식 센서의 감지 영역을 제2 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 지상고 인식 센서의 감지 영역을 제1 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 거리 인식 센서의 감지 영역을 제2 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 차륜 인식 센서의 감지 영역을 제3 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇이 마커를 인식하여 이동하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇을 일 방향으로 바라본 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇을 타 방향으로 바라본 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 연결 링크를 확대 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제어부의 연결 관계를 도시한 블록도이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)을 설명한다.

이때, 도 1의 X축이 향하는 방향은 제2 방향의 반대 방향으로서 전방, Y축이 향하는 방향은 제1 방향으로서 우측방, Z축이 향하는 방향은 제3 방향으로서 상방으로 규정하여 설명한다. 도면에서 구성의 특징을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 크기를 과장되게 나타내었으며, 도면에서 나타낸 구성의 두께나 크기를 실제와 같이 나타내는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)은 한 쌍의 제1 차륜(20) 및 한 쌍의 제2 차륜(30)을 구비하는 차량(10)을 들어올려 주차장에 주차시킨다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)은 제1 모듈(100), 제2 모듈(200), 연결 링크(300) 및 제어부(600)를 포함한다.

이때, 차량(10)은 전방에 한 쌍의 제1 차륜(20)을 구비되고, 후방에 한 쌍의 제2 차륜(30)이 구비되면 차량의 형상이나 종류에 제한이 있는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 모듈(100)은 차량(10)의 한 쌍의 제1 차륜(20)의 회전축을 연장한 방향으로 제1 방향 측으로 이동하여 한 쌍의 제1 차륜(20)을 들어올릴 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(200)은 제1 모듈(100)의 제2 방향, 즉 후방에 배치된다. 제2 모듈(200)은 차량(10)의 한 쌍의 제2 차륜(30)의 제1 방향의 반대 방향 측으로 이동하여 한 쌍의 제2 차륜(30)을 들어올릴 수 있다.

이때, 제2 모듈(200)은 제1 모듈(100)과 몸체가 배치되는 위치 및 구비하는 센서의 위치에 있어서 차이가 있을 뿐이며, 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)은 동일한 구성으로 형성된다. 따라서, 아래에서는 제2 모듈(200)의 각 구성은 제1 모듈(100)의 각 구성에 대한 설명으로 대체한다. 이때, 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)의 구성을 구별하는 차이는 "제1", "제2"로 구분되며, 별도의 설명이 없으면 "제1", "제2"를 제외한 용어가 동일하면 그 기능이나 형상도 동일한 것으로 본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연결 링크(300)는 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)이 분리되지 않도록 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)을 연결한다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결 링크(300)는 제1 모듈(100)이 제2 모듈(200)과 상대적으로 제1 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 차량용 주차 로봇(1)이 장애물을 건너는 경우, 제1 모듈(100)이 먼저 장애물 위를 지나게 되면 제1 모듈(100)의 전방이 상대적으로 상측으로 이동하여 제1 몸체(110)가 기울어지게 된다.

이때, 제1 모듈(100)이 제1 차륜(20)을 지지하고 있으므로, 제1 모듈(100)의 전방 단부가 상측으로 이동되는 정도만큼 차량(10)의 제1 차륜(20) 측 서스펜션이 압축된다. 즉, 차량용 주차 로봇(1)은 별도의 서스펜션 없이도 연결 링크(300)의 피벗 회전에 의하여 차량(10)의 서스펜션을 간접적으로 이용할 수 있게 된다.

특히, 이 과정에서 후술하는 제1 전방 지지 부재(125)와 제1 후방 지지 부재(135)가 회전하면서 제1 차륜(20)이 고정된 상태라도 제1 몸체(110)의 기울기가 자유롭게 변화될 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 연결 링크(300)는 제1 모듈(100)이 제2 모듈(200)과 상대적으로 제3 방향으로 왕복 이동 가능하도록 형성될 수도 있다. 이를 통해, 차량(10)의 서스펜션을 보다 자유롭게 이용할 수 있게 된다. 또한, 제1 전방 지지 부재(125)와 제1 후방 지지 부재(135)의 회전을 줄여 제1 차륜(20)을 보다 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

제어부(600)는 도면에 도시되어 있지는 않으나, 제1 모듈(100)의 제1 몸체(110) 또는 제2 모듈(200)의 제2 몸체(210)의 내부에 배치될 수 있다. 제어부(600)는 후술하는 제1 사물 인식 센서(140), 제1 사물 인식 보조 센서(150), 제1 지상고 인식 센서(160), 제1 거리 인식 센서(170), 제2 사물 인식 센서(240), 제2 사물 인식 보조 센서(250), 제2 지상고 인식 센서(260), 제2 거리 인식 센서(270), 차륜 인식 센서(400) 및 마커 센서(500)와 연결되며, 상기한 센서들로부터 정보를 수집하여 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)을 제어한다.

이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)의 제1 모듈(100)은 제1 몸체(110), 제1 전방 포크(120), 제1 후방 포크(130), 제1 사물 인식 센서(140), 제1 사물 인식 보조 센서(150), 제1 지상고 인식 센서(160) 및 제1 거리 인식 센서(170)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(110)는 제2 방향으로서 후방으로 연장된다. 이때, 제1 몸체(110)에는 후방으로 연장되는 제1 레일(112)이 구비된다.

제1 몸체(110)는 제1 레일(112)이 구비될 수 있으면, 형상에 제한이 없다. 예를 들면 직육면체의 프레임 구조로 형성될 수 있다.

제1 레일(112)은 제1 몸체(110)의 우측면 또는 상측면에 형성될 수 있다. 나아가 제1 레일(112)은 제1 몸체(110)의 우측면 및 상측면에 복수 개로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 레일이 우측면 및 상측면에 복수 개로 형성된다.

제1 몸체(110)에는 제1 전방 포크(120)가 결합된다. 제1 전방 포크(120)는 한 쌍의 제1 차륜(20)의 전방에 배치되어 한 쌍의 제1 차륜(20)의 일측을 지지한다.

이때, 본 명세서 언급되는 구성의 명칭에 포함되는 용어로서 전방 또는 후방은 차륜의 일 측 또는 타 측과 같이 구성을 구별하기 위한 용어에 불과하며, 방향을 제한하기 위한 용어가 아니다.

이를 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)의 제1 전방 포크(120)는 제1 전방 포크 몸체(121), 제1 전방 포크 바(122), 제1 전방 전동 바퀴(123), 제1 전방 보조 바퀴(124) 및 제1 전방 지지 부재(125)를 포함한다.

제1 전방 포크 몸체(121)는 제1 레일(112)에 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합된다. 제1 전방 포크 몸체(121)는 제1 몸체(110)의 우측면과 상측면을 커버하도록 1자형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 전방 포크 몸체(121)는 우측면과 상측면에 형성되는 제1 레일(112)에 견고하게 결합될 수 있다.

제1 전방 포크 몸체(121)가 제1 레일(112)로부터 이탈하지 않고 제1 레일(112)에 가이드되어 이동될 수 있으면, 제1 레일(112)과 제1 전방 포크 몸체(121)의 결합 방식에 제한이 있는 것은 아니다.

제1 전방 포크 몸체(121)는 후술하는 제어부(600)에 의하여 제1 레일(112)을 따라 이동하는 움직임이 제어된다. 이때, 제1 전방 포크 몸체(121)의 제1 레일(112)을 따라 가이드되어 움직일 수 있도록 하는 구동력은 별도의 모터에 의하여 제공받을 수도 있고 후술하는 제1 전방 전동 바퀴(123)에 의하여 제공받을 수도 있다. 이에 대하여는 후술한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전방 포크 바(122)는 제1 전방 포크 몸체(121)로부터 제1 방향으로 연장되고 한 쌍의 제1 차륜(20)의 일 측을 지지한다.

이때, 제1 전방 포크 바(122)는 차량(10)의 제1 차륜(20)에 의하여 차량(10)의 하부면과 주차장의 지면 사이에 간격으로 정의되는 지상고 보다 상하 방향의 두께가 얇게 형성된다.

제1 전방 포크 바(122)가 연장되는 길이는 설계에 따라 달라 질 수 있다. 예를 들면, 주자창의 환경에 따라 주차할 수 있는 차량(10)의 최대 좌우 폭보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 전방 포크 바(122)는 차량(10)의 한 쌍의 제1 차륜(20)을 모두 지지할 수 있게 된다.

제1 전방 포크 바(122)는 차량(10)의 하부면과 주차장의 지면 사이로 삽입될 수 있도록 제1 모듈(100)이 제1 방향으로 이동함으로써 종국적으로 한 쌍의 제1 차륜(20)의 전방에 배치된다.

이때, 제1 전방 포크 바(122)는 차량(10)의 하부면 밑으로 삽입될 수 있도록 제1 전방 포크 몸체(121)의 우측면의 하측으로부터 돌출된다.

제1 전방 포크 바(122)는 차량(10)의 제1 차륜(20)의 전방에 배치된 상태에서 제1 전방 포크 몸체(121)가 후방으로 이동함에 따라 제1 차륜(20)의 전방 측과 접촉하게 된다. 이때, 후술하는 제1 후방 포크 바(132)도 전방으로 함께 이동한다.

제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)는 제1 차륜(20)의 전방이 제1 전방 포크 바(122)에 의하여 지지되고 후방이 제1 후방 포크 바(132)에 의하여 지지된 상태로 제1 차륜(20)이 주차장의 지면으로부터 이격될 때까지 이동함으로써 차량(10)의 제1 차륜(20)을 제1 모듈(100)이 들어올리게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전방 전동 바퀴(123)는 제1 전방 포크 몸체(121)의 제1 방향과 제2 방향에 수직한 제3 방향의 반대 방향 측, 즉 제1 전방 포크 몸체(121)의 하부면에 배치된다.

제1 전방 전동 바퀴(123)는 독자적인 회전구동력을 제공한다. 이에 따라 제1 모듈(100)은 제어부(600)에 의하여 제어되는 제1 전방 전동 바퀴(123)에 의하여 주차장의 지면 상에서 이동할 수 있다.

제1 전방 전동 바퀴(123)는 휠의 회전축이 주차장의 지면과 평행하게 배치되면서도 제1 모듈(100)의 이동하는 방향을 현재 위치에서 제어할 수 있도록 제3 방향을 회전축 방향으로 하여 360도 회전이 가능하다. 이에 따라, 제1 모듈(100)은 선회 주행없이 이동 방향을 전환할 수 있게 된다.

또한, 제1 전방 전동 바퀴(123)는 제1 전방 포크 몸체(121)에 고정되어 있어서, 제1 전방 포크 몸체(121)가 제1 레일(112)을 따라 움직일 수 있는 동력을 함께 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 모듈(100)이 제1 전방 포크 바(122)를 움직이기 위하여 별도의 모터를 구비하지 않더라도, 제1 전방 전동 바퀴(123)만으로 제1 모듈(100)의 위치 제어와 제1 전방 포크 바(122)의 제1 차륜(20) 리프팅을 모두 수행할 수 있게 된다. 즉, 제1 모듈(100)의 단순화하고 부품의 수를 줄임으로써 본 발명의 제조의 단가와 제조 시간을 줄일 수 있게 된다.

제1 전방 전동 바퀴(123)는 회전 구동력을 제공할 수 있으면 공지된 부품이 사용될 수 있고, 형상에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면 제1 모듈(100)의 부피를 최소화하기 위하여 인휠 모터에 의하여 회전 구동력을 제공받는 바퀴일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전방 보조 바퀴(124)는 제1 전방 포크 바(122)의 제3 방향의 반대 방향 측에 배치된다. 제1 전방 보조 바퀴(124)는 제1 모듈(100)이 제1 전방 전동 바퀴(123)에 의하여 구동력을 제공받아 이동하는 과정에서 제1 전방 포크 바(122)가 주차장의 지면에 닿음으로써 이동이 방해되는 것을 방지한다.

제1 전방 보조 바퀴(124)는 별도의 회전 구동력을 제공하지 않는다. 즉, 제1 모듈(100)의 움직임으로 제1 전방 전동 바퀴(123)와 후술하는 제2 후방 전동 바퀴(233)만으로 제어된다. 이에 따라, 회전 구동력을 제공하는 고가의 부품을 최소화하여 본 발명의 제조 단가를 최소화할 수 있다.

제1 전방 보조 바퀴(124)는 휠의 회전축이 주차장의 지면과 평행하게 배치되면서도 제3 방향을 회전축으로 전방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 제1 전방 전동 바퀴(123)의 움직임을 방해하지 않게 된다.

제1 전방 보조 바퀴(124)는 복수 개로 구비될 수 있다. 이때, 복수의 제1 전방 보조 바퀴(124)는 제1 전방 포크 바(122)의 연장 방향을 따라 소정의 간격을 배치될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전방 지지 부재(125)는 제1 후방 포크 바(132)를 향하여 제1 전방 포크 바(122)의 일 측에 배치된다.

제1 전방 지지 부재(125)는 제1 전방 포크 바(122)가 제1 차륜(20)의 전방에 배치된 상태에서 후방으로 이동함에 따라 제1 차륜(20)이 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)에 의하여 용이하게 들어올려지도록 제1 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 회전하는 롤러이다.

이에 따라, 제1 차륜(20)과 제1 전방 지지 부재(125)가 접촉하게 되고 제1 차륜(20)과 제1 전방 지지 부재(125) 사이의 마찰력 때문에 제1 전방 지지 부재(125)가 회전함으로써 제1 차륜(20)이 쉽게 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)에 의하여 들어올려져 주차장의 지면으로부터 이격된 상태를 유지할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전방 포크(120)의 후방에는 제1 후방 포크(130)가 배치된다. 이에 따라, 제1 후방 포크(130)는 제1 차륜(20)을 사이에 두로 제1 전방 포크(120)와 대향하여 배치될 수 있게 된다.

이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)의 제1 후방 포크(130)도 제1 후방 포크 몸체(131), 제1 후방 포크 바(132), 제1 후방 전동 바퀴(133), 제1 후방 보조 바퀴(134) 및 제1 후방 지지 부재(135)를 포함한다.

다만, 제1 후방 포크(130)가 포함하는 제1 후방 포크 몸체(131), 제1 후방 포크 바(132), 제1 후방 전동 바퀴(133), 제1 후방 보조 바퀴(134) 및 제1 후방 지지 부재(135)는, 제1 전방 포크(120)가 포함하는 제1 전방 포크 몸체(121), 제1 전방 포크 바(122), 제1 전방 전동 바퀴(123), 제1 전방 보조 바퀴(124) 및 제1 전방 지지 부재(125)와 각각 대응되며, 구조나 기능에 대한 상세한 설명 중 중복되는 부분은 제1 전방 포크(120)에 대한 설명으로 대체하고, 이하에서는 제1 후방 포크(130)가 제1 전방 포크(120)와 구별되는 것을 중심으로 설명한다.

제1 후방 포크 몸체(131)는 제1 전방 포크 몸체(121)의 후방에 배치되고 제1 레일(112)에 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합된다.

제1 후방 포크 바(132)는 제1 후방 포크 몸체(131)로부터 제1 방향의 반대 방향으로 연장된다. 제1 후방 포크 바(132)의 제3 방향 높이는 제1 전방 포크 바(122)와 동일하게 형성된다.

제1 후방 포크 바(132)는 제1 전방 포크 바(122)와 함께 한 쌍의 제1 차륜(20)을 지지한다. 이때, 제1 후방 포크 바(132)는 한 쌍의 제1 차륜(20)의 후방 측을 지지한다.

제1 후방 포크 몸체(131)의 하측에는 제1 후방 전동 바퀴(133)가 배치된다. 제1 후방 전동 바퀴(133)는 제1 전방 전동 바퀴(123)와 마찬가지로 제어부(600)에 의하여 제어되며, 제1 전방 전동 바퀴(123)와 함께 제1 모듈(100)을 이동시키기 위한 회전 구동력을 제공한다.

제1 후방 전동 바퀴(133)도 제1 후방 포크 몸체(131)의 제1 레일(112)에 의하여 가이드되는 움직임을 제어할 수도 있다. 이에 따라 제1 전방 포크 바(122)는 제1 차륜(20)의 전방에서 제1 전방 전동 바퀴(123)에 의하여 제어되고, 제1 후방 포크 바(132)는 제1 차륜(20)의 후방에서 제1 후방 전동 바퀴(133)에 의하여 제어됨으로써 제1 차륜(20)을 들어올릴 수 있게 된다.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 후방 지지 부재(135)는 제1 전방 포크 바(122)를 향하여 제1 후방 포크 바(132)의 전방 측에 배치된다. 즉, 제1 후방 지지 부재(135)는 제1 전방 지지 부재(125)에 대향하여 배치된다.

이에 따라, 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)가 서로 인접하도록 이동하면, 제1 차륜(20)이 제1 전방 지지 부재(125)와 제1 후방 지지 부재(135) 접촉되어 회전함으로써 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)의 상하 방향 운동 없이도 제1 차륜(20)을 쉽게 주차장의 지면으로부터 이격시킬 수 있게 된다.

이때, 제어부(600)는 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)의 중심에 제1 차륜(20)의 회전축이 위치된 상태를 유지시키면서 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)를 서로 인접하게 이동시킨다.

제어부(600)가 상기한 바와 같이, 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)의 중심에 제1 차륜(20)의 회전축이 위치된 상태를 유지시키기 위하여, 후술하는 차륜 인식 센서(400)로부터 수집된 정보를 사용한다. 이에 대하여는 아래에서 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 사물 인식 센서 및 제2 사물 인식 센서의 감지 영역을 제3 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 사물 인식 센서(140)는 제1 몸체(110)의 제2 방향의 반대 방향 측에 배치된다. 이때, 제1 사물 인식 센서(140)가 인식하는 영역을 넓히기 위하여, 제1 사물 인식 센서(140)는 제1 몸체(110)의 최전방 상측에 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 사물 인식 센서(140)는 제1 모듈(100)의 주행을 위하여 제1 반경(R1) 내의 제1 영역(S1)에 대한 3차원 정보를 수집하여 제1 모듈(100)의 주행 경로 상에 위치한 장애물에 대한 정보를 수집한다. 이에 따라 제어부(600)는 수집된 정보를 기반으로 제1 모듈(100)의 주행을 제어하여 제1 모듈(100)이 장애물을 피해 이동할 수 있도록 한다.

이때, 제1 사물 인식 센서(140)는 3차원으로 주변환경에 대한 정보를 수집한다. 따라서, 제1 사물 인식 센서(140)는 제1 사물 인식 센서(140)를 기준으로 장애물의 3차원 좌표를 추출할 수 있다. 즉, 제1 사물 인식 센서(140)는 장애물의 위치 뿐만 아니라 높낮이와 형태를 수집할 수 있게 된다.

제어부(600)는 제1 사물 인식 센서(140)가 수집한 정보를 바탕으로 제1 모듈(100)이 인식된 장애물을 회피하여 주행할지 또는 인식된 장애물을 넘어서 주행할지를 결정하게 된다. 이때, 제1 모듈(100)이 다양한 크기의 장애물이나 굴곡이 심한 주차장의 지면을 따라 주행할 수 있도록 후술하는 연결 링크(300)를 통해 차량(10)의 자체 서스펜션을 이용하게 된다. 이에 대하여는 후술한다.

제1 사물 인식 센서(140)는 제1 반경(R1) 내의 제1 영역(S1)에 대한 3차원 정보를 수집할 수 있으면, 사용되는 센서의 종류나 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 라이다 센서, 레이더 센서, 적외선 센서, 초음파 센서 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 한 개의 3D 라이다 센서가 사용되는 것으로 설명한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(200)도 제1 사물 인식 센서(140)와 같은 제2 사물 인식 센서(240)를 구비한다. 다만, 제2 사물 인식 센서(240)는 차량용 주차 로봇(1)이 제2 모듈(200)을 중심으로 이동 시 사용되어야 하므로, 제2 사물 인식 센서(240)는 제1 사물 인식 센서(140)와 달리 제2 모듈(200)의 제2 방향 측 단부 즉, 후방 단부의 상측에 배치된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 사물 인식 보조 센서 및 제2 사물 인식 보조 센서의 감지 영역을 제1 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 제1 몸체(110)의 제2 방향의 반대 방향 측, 즉 전방에 배치된다. 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 소정의 영역 내에서 사물을 인식한다.

이때, 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 제1 사물 인식 센서(140)를 보조하기 위하여 구비되는 센서이다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 제1 사물 인식 센서(140)가 제1 영역(S1) 내의 정보를 수집할 수 있더라도, 차량(10)이 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)에 의하여 차량용 주차 로봇(1) 상에 리프팅된 상태에서는 제1 사물 인식 센서(140)가 차량(10)에 의하여 형성되는 음영 영역 내의 정보를 수집할 수 없게 된다. 이때, 제1 사물 인식 보조 센서(150)를 구비함으로써 차량(10)에 의하여 형성되는 음영 영역에 대한 지형 정보를 수집할 수 있게 된다.

이때, 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 제1 사물 인식 센서(140)와 같은 센서일 수도 있으며, 다른 종류의 센서일 수도 있다. 예를 들면, 라이다 센서, 레이더 센서, 적외선 센서, 초음파 센서 등이 사용될 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 2D 라이다 센서가 사용된다. 이를 통하여, 3D 라이다 센서보다 저렴한 2D 라이다 센서를 사용함으로써 제조 비용을 낮추면서도 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)의 자율 주행 성능을 유지할 수 있게 된다.

이때, 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 제3 방향에 수직한 2차원 영역에 대한 정보를 수집한다.

다만, 제1 사물 인식 보조 센서(150)가 2차원 정보를 수집하는 2D 라이다 센서인 경우, 제1 사물 인식 보조 센서(150)가 수집하는 2차원 정보의 목적이 제1 모듈(100)의 주행에 방해가 되는 장애물을 사전에 탐지하기 위한 것이므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 사물 인식 보조 센서(150)는 주차장의 지면에 인접하게 배치된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(200)도 제1 사물 인식 보조 센서(150)와 같은 제2 사물 인식 보조 센서(250)를 구비한다. 다만, 제2 사물 인식 보조 센서(250)는 차량용 주차 로봇(1)이 제2 모듈(200)을 중심으로 이동 시 제2 사물 인식 센서(240)를 보조하기 위하여 사용되어야 하므로, 제2 사물 인식 보조 센서(250)는 제1 사물 인식 보조 센서(150)와 달리 제2 모듈(200)의 제2 방향 측 단부 즉, 후방 단부의 하측에 배치된다.

보다 상세하게는 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(200)의 제2 후방 포크(230)의 제2 후방 포크 바(232)의 선단부 후방 측에 배치된다. 즉, 제1 사물 인식 보조 센서(150)와 제2 사물 인식 보조 센서(250)는 차량용 주차 로봇(1)의 대각선 최외각 모서리에 배치됨으로써 감지 영역을 극대화할 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 사물 인식 보조 센서(250)는 제3 방향에 수직한 2차원 영역으로서 제4 영역(S4) 내의 장애물을 감지함으로써, 제2 모듈(200)을 중심으로 이동 시 제2 모듈(200)의 제2 몸체(210) 및 제2 후방 포크 바(232)의 이동에 장애가 되는 장애물을 인식할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 지상고 인식 센서의 감지 영역을 제2 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 지상고 인식 센서의 감지 영역을 제1 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 지상고 인식 센서(160)는 제1 후방 포크(130)의 제2 방향 측 단부, 즉 후방에 배치되어 차량(10)의 하부면과 주차장 지면 사이의 거리를 측정한다. 제1 후방 포크 바(132)의 선단부가 차량(10)의 하측으로 삽입될 수 있는 여부를 보다 정밀히 판단하기 위하여, 제1 지상고 인식 센서(160)는 제1 후방 포크 바(132)의 제1 방향 측 선단부에 배치된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 지상고 인식 센서(160)는 제2 방향에 수직한 2차원 영역으로서 제3 영역(S3) 내의 사물을 인식한다. 제1 지상고 인식 센서(160)는 차량(10)의 하부면과 주차장의 지면 사이 거리, 즉 지상고(h)를 인식할 수 있으면, 센서의 종류에는 제한이 없다. 본 실시예에서는 제1 지상고 인식 센서(160)로 2D 라이다 센서가 사용된다.

본 실시예에서와 같이, 제1 지상고 인식 센서(160)를 2D 라이다 센서로 사용함으로써 차량(10)의 지상고(h)를 정밀하게 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 차량용 주차 로봇(1)의 제조 단가를 줄일 수 있게 된다.

제어부(600)는 제1 지상고 인식 센서(160)를 통해 차량(10)의 하부면과 주차장의 지면 사이의 지상고(h)가 제1 후방 포크(130)의 상부면으로부터 주차장의 지면까지의 거리를 비교한다.

제어부(600)는 지상고(h)가 제1 후방 포크(130)의 상부면으로부터 주차장의 지면까지의 거리보다 큰 경우, 제1 모듈(100)을 제1 방향으로 이동시켜 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)를 차량(10)의 하측으로 삽입한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 지상고 인식 센서(260)는 제2 전방 포크(220)의 제2 방향의 반대 방향 측 단부, 즉 전방에 배치되어 차량(10)의 하부면과 주차장 지면 사이의 거리를 측정한다. 제2 전방 포크 바(222)의 선단부가 차량(10)의 하측으로 삽입될 수 있는 여부를 보다 정밀히 판단하기 위하여, 제2 지상고 인식 센서(260)는 제2 전방 포크 바(222)의 제1 방향 측 선단부에 배치된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 제1 거리 인식 센서의 감지 영역을 제2 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 거리 인식 센서(170)는 제1 모듈(100)이 제1 방향의 반대 방향 측에 배치된다. 이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량(10)과 제1 모듈(100)의 제1 몸체(110) 사이의 거리(d1, d2)를 측정한다.

이를 위하여, 제1 거리 인식 센서(170)는 제1 몸체(110)의 우측면에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 몸체(110)에 결합되는 제1 후방 포크 몸체(131)의 우측면에 배치된다. 다만, 제1 거리 인식 센서(170)가 제1 몸체(110)와 차량(10)의 좌측면 사이의 거리를 측정할 수 있으면, 제1 거리 인식 센서(170)가 배치되는 위치에는 제한이 없다.

이때, 제1 거리 인식 센서(170)는 제1 몸체(110)와 차량(10)의 좌측면 사이의 거리를 측정할 수 있으면 센서의 종류에 제한이 있는 것은 아니다. 본 실시예에서는 제조 단가를 낮추기 위하여 제1 거리 인식 센서(170)에 초음파 센서가 사용된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(600)는 제1 거리 인식 센서(170)를 통해 측정한 거리를 통해 제1 모듈(100)을 차량(10) 측으로 이동시키거나 차량(10)으로부터 이탈시킨다.

이를 보다 상세히 설명하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 거리 인식 센서(170)가 인식한 차량(10)과의 거리(d1)가 제1 후방 포크 바(132)의 연장 길이보다 큰 경우에는 차량(10)의 측으로 이동을 시작한다.

이때, 제1 거리 인식 센서(170)가 인식한 차량(10')과의 거리(d2)가 일정 거리 이내에 위치한 경우, 제어부(600)는 제1 모듈(100)의 이동을 멈추게 된다.

이는 반대로 차량의 이탈하는 경우에도 적용된다. 즉, 제1 거리 인식 센서(170)가 인식한 차량(10')과의 거리(d2)가 제1 후방 포크 바(132)의 연장 길이보다 짧은 경우에는 제어부(600)가 제1 모듈(100)을 제1 방향의 반대 방향으로 이동시킨다.

이때, 제1 거리 인식 센서(170)가 인식한 차량(10)과의 거리(d1)가 제1 후방 포크 바(132)의 연장 길이보다 길게 되면, 제어부(600)가 제1 모듈(100)의 이동을 멈추고, 제1 모듈(100)이 차량(10)으로부터 이탈하여 필요에 따른 자율주행을 한다.

가 소정의 거리가 될 때까지 제1 모듈(100)을 제1 방향으로 이동시켜, 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132) 사이에 한 쌍의 제1 차륜(20)이 배치될 수 있도록 하되, 제1 모듈(100)이 과도하게 제1 방향으로 이동하여 제1 몸체(110)가 차량(10)과 접촉하거나 충돌하는 것을 방지하게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(200)도 제1 거리 인식 센서(170)와 같은 제2 거리 인식 센서(270)를 구비할 수 있다. 제2 거리 인식 센서(270)는 제2 모듈(200)의 우측면에 배치되어 제1 거리 인식 센서(170)와 같은 역할을 한다.

다만, 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)은 연결 링크(300)에 의하여 연결되고, 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)이 나란하게 배치된 상태에서 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)이 제1 방향으로 상대적으로 움직일 수 없도록 연결 링크(300)에 의하여 결합된 경우에는, 제2 거리 인식 센서(270)는 제1 거리 인식 센서(170)에 보조적이 역할을 한다.

즉, 제2 거리 인식 센서(270)는 제1 거리 인식 센서(170)를 통해 인식된 정보의 참 거짓을 판단하는 용도로 사용되거나, 제1 거리 인식 센서(170)가 고장이 난 경우 보조적으로 사용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇의 차륜 인식 센서의 감지 영역을 제3 방향의 반대 방향으로 바라본 도면이다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 차륜 인식 센서(400)는 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이에 배치되고, 제1 전방 포크 바(122)가 돌출되는 방향을 향하도록 배치된다.

차륜 인식 센서(400)는 제1 몸체(110)에 고정될 수도 있고, 본 실시예와 같이, 제2 몸체(210)에 고정될 수도 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 차륜 인식 센서(400)는 제6 영역(S6) 내의 시각 정보를 수집하고, 수집된 시각 정보로부터 제1 차륜(20)과 제2 차륜(30)의 위치 정보를 추출한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 차륜 인식 센서(400)는 일종의 카메라로서, 차량(10)의 좌측 면을 촬영하여 영상 정보를 수집하고, 수집된 영상 정보로부터 제1 차륜(20)과 제2 차륜(30)을 구별하여 주차 대상 차량(10)의 제1 차륜(20) 및 제2 차륜(30) 사이의 거리는 판단하게 된다.

이때, 제어부(600)는 차륜 인식 센서(400)로부터 수집된 정보를 통해 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이 중간 지점이 제1 차륜(20)과 제2 차륜(30) 사이 중간 지점과 제1 방향으로 나란하게 배치될 수 있도록 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)의 위치를 조절한다. 즉, 제1 차륜(20)의 회전축(I2)과 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이 중간 지점을 제1 방향으로 연장한 가상의 선(I1)까지의 거리(d3)가 제2 차륜(30)의 회전축(I3)과 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이 중간 지점을 제1 방향으로 연장한 가상의 선(I1)까지의 거리(d4)가 동일하도록 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200)을 제어하게 된다.

이때, 제어부(600)는 제1 차륜(20)의 회전축이 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132) 사이에 배치될 수 있도록 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)의 위치를 조정한다.

또한, 제어부(600)는 차륜 인식 센서(400)를 통해 측정된 정보를 바탕으로 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)를 차량(10)의 하부로 삽입 전 제1 차륜(20)의 직경보다 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132) 사이의 거리를 넓게 조정한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇이 마커를 인식하여 이동하는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)은 상술한 제1 사물 인식 센서(140), 제2 사물 인식 센서(240), 제1 사물 인식 보조 센서(150) 및 제2 사물 인식 보조 센서(250)에 수집된 정보를 바탕으로 제어부(600)에 의하여 자율 주행을 하게 된다.

이때, 고가의 차량(10)을 운전자 대신 주차하는 것이므로, 차량용 주차 로봇(1)은 자율 주행의 정확성이 담보되어야 한다. 이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)은 마커를 인식하는 마커 센서(500)가 더 포함될 수 있다.

마커 센서(500)는 별도로 구비되는 마커를 인식하여 위치 정보를 확인할 수 있다. 이때, 마커는 본 발명이 사용될 예정인 주차장의 지면에 표시된다. 따라서, 마커를 인식하기 위하여 마커 센서(500)는 하측을 향하도록 배치된다.

마커 센서(500)는 마커의 종류에 따라 다른 센서일 수 있다. 예를 들면, 특정한 빛을 반사하는 마커의 경우 해당 빛을 감지하는 광 센서일 수 있고, 본 실시예와 같이, QR코드을 인식할 수 있는 카메라일 수 있다.

마커는 주차장의 특정 위치에 대한 위치 정보를 포함한다. 따라서, 마커 센서(500)는 특정 마커를 인식함에 따라, 제어부(600)는 차량용 주차 로봇(1)의 위치 정보를 정확하게 판단할 수 있게 된다.

이때, 마커를 통해 위치 정보를 수집하게 되므로, 차량용 주차 로봇(1)의 중심 위치인 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이에 마커 센서(500)를 배치한다.

제어부(600)는 제1 사물 인식 센서(140), 제2 사물 인식 센서(240), 제1 사물 인식 보조 센서(150) 및 제2 사물 인식 보조 센서(250)에 의하여 수집된 위치 정보와 마커 센서(500)로 인식된 마커의 위치 정보를 비교하여 제1 사물 인식 센서(140), 제2 사물 인식 센서(240), 제1 사물 인식 보조 센서(150) 및 제2 사물 인식 보조 센서(250)에 의하여 수집된 위치 정보를 수정함으로써 자율 주행의 정확성을 높이게 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)의 제2 모듈(200)은 제2 몸체(210), 제2 전방 포크(220), 제2 후방 포크(230), 제2 사물 인식 센서(240), 제2 사물 인식 보조 센서(250), 제2 지상고 인식 센서(260) 및 제2 거리 인식 센서(270)를 포함한다. 이때, 제2 모듈(200)의 각 구성에 대한 설명은 전술한 내용을 제외하고 제1 모듈(100)의 제1 몸체(110), 제1 전방 포크(120), 제1 후방 포크(130), 제1 사물 인식 센서(140), 제1 사물 인식 보조 센서(150), 제1 지상고 인식 센서(160) 및 제1 거리 인식 센서(170)에 대한 설명으로 대체한다. 마찬가지로, 제2 전방 포크(220)와 제2 후방 포크(230)에 대한 상세한 설명도 전술한 내용을 제외하고는 제1 전방 포크(120)와 제1 후방 포크(130)에 대한 설명으로 대체한다.

이하에서는, 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 주차 로봇(1)이 차량(10)을 주차하는 과정에 대하여 설명한다.

제어부(600)는 주차가 예정된 차량(10)의 좌측에 차량용 주차 로봇(1)을 이동시킨다. 이 과정에서 제어부(600)는 제1 사물 인식 센서(140) 및 제2 사물 인식 센서(240)를 이용하여 획득한 정보를 분석하여 차량용 주차 로봇(1)을 이동한다.

이때, 제어부(600)는 이동 과정에 배치되는 마커(41)를 마커 센서(500)를 통해 인식하여, 차량용 주차 로봇(1)의 위치를 검증하고, 위치에 오차가 있는 경우 마커(41)의 위치로 위치 정보를 수정하여 이동하게 된다. (도 11 참조)

차량용 주차 로봇(1)이 차량(10)의 좌측에 위치된 상태에서, 제어부(600)는 차륜 인식 센서(400)를 통하여 획득된 정보를 기반으로 제1 모듈(100)과 제2 모듈(200) 사이의 중간 지점이 제1 차륜(20) 및 제2 차륜(30) 사이의 중간 지점에 대응되도록 차량용 주차 로봇(1)을 이동시킨다.

제어부(600)는 제1 지상고 인식 센서(160)를 통하여 차량의 지상고(h)를 확인하고, 제1 후방 포크 바(132)의 상부면으로부터 주차장의 지면까지의 거리가 지상고(h)보다 작은 경우, 차량용 주차 로봇(1)을 차량(10)의 하부로 삽입하기 시작한다. (도 7 참조)

이때, 제어부(600)는 제1 거리 인식 센서(170)를 통하여 제1 몸체(110)와 차량(10) 간의 거리를 확인하고 제1 몸체(110)와 차량 간의 거리가 소정의 거리(d2)에 도달하면, 차량용 주차 로봇(1)의 이동을 멈춘다. (도 9 참조)

제어부(600)는 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)를 인접하게 이동시키고, 제2 전방 포크 바(222)와 제2 후방 포크 바(232)를 인접하게 이동시킴으로써 차량을 차량용 주차 로봇(1)에 리프팅시킨다.

차량(10)이 차량용 주차 로봇(1) 상에 리프팅된 상태에서, 제어부(600)는 제1 사물 인식 센서(140) 및 제2 사물 인식 센서(240)를 이용하여 획득한 정보를 분석하여 차량용 주차 로봇(1)을 주차 공간으로 이동시킨다.

이때, 제어부(600)는 차량(10)에 의하여 형성되는 음영 영역에 대한 정보를 제1 사물 인식 보조 센서(150) 및 제2 사물 인식 보조 센서(250)를 이용하여 획득한 정보를 분석하여, 자율 주행의 정확성을 높인다.

이때에도 상술한 바와 같이, 마커 센서(500)를 이용하여 위치 정보를 수정한다. 특히, 주차 공간을 효율적으로 운영하기 위하여, 차량용 주차 로봇(1)이 이동 방향을 바꾸는 위치가 지정된 경우, 해당 위치를 표시하는 마커(42)를 마커 센서(500)가 인식할 때까지 제어부(600)는 자율 주행을 통해 차량용 주차 로봇(1)을 이동시킬 수 있다.

또한, 마커(43, 44, 45)는 특정 주차 공간에 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 제어부(600)는 자율 주행을 통하여 장애물을 피해 이동하면서도 마커 센서(500)를 통하여 위치 정보를 지속적으로 수정하여, 차량(10)을 정확하게 목적지까지 이동시킬 수 있다. (도 11 참조)

다만, 마커는 자율 주행을 보조하는 역할일 뿐이며, 제어부(600)는 원칙적으로 제1 사물 인식 센서(140) 및 제2 사물 인식 센서(240)로부터 수집되는 정보만으로도 자율 주행을 수행할 수 있다.

차량(10)을 특정 주차 공간에 위치시킨 상태에서, 제어부(600)는 제1 전방 포크 바(122)와 제1 후방 포크 바(132)를 이격시키고, 제2 전방 포크 바(222)와 제2 후방 포크 바(232)를 이격시켜 차량(10)을 특정 주차 공간에 내려놓게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

1 차량용 주차 로봇 200 제2 모듈
10 차량 210 제2 몸체
20 제1 차륜 212 제2 레일
30 제2 차륜 220 제2 전방 포크
100 제1 모듈 221 제2 전방 포크 몸체
110 제1 몸체 222 제2 전방 포크 바
112 제1 레일 223 제2 전방 전동 바퀴
120 제1 전방 포크 224 제2 전방 보조 바퀴
121 제1 전방 포크 몸체 225 제2 전방 지지 부재
122 제1 전방 포크 바 230 제2 후방 포크
123 제1 전방 전동 바퀴 231 제2 후방 포크 몸체
124 제1 전방 보조 바퀴 232 제2 후방 포크 바
125 제1 전방 지지 부재 233 제2 후방 전동 바퀴
130 제1 후방 포크 234 제2 후방 보조 바퀴
131 제1 후방 포크 몸체 235 제2 후방 지지 부재
132 제1 후방 포크 바 240 제2 사물 인식 센서
133 제1 후방 전동 바퀴 250 제2 사물 인식 보조 센서
134 제1 후방 보조 바퀴 260 제2 지상고 인식 센서
135 제1 후방 지지 부재 270 제2 거리 인식 센서
140 제1 사물 인식 센서 300 연결 링크
150 제1 사물 인식 보조 센서 400 차륜 인식 센서
160 제1 지상고 인식 센서 500 마커 센서
170 제1 거리 인식 센서 600 제어부

Claims

한 쌍의 제1 차륜 및 한 쌍의 제2 차륜을 구비하는 차량을 들어올려 주차장에 주차시키는 차량용 주차 로봇에 있어서,
상기 차량의 상기 한 쌍의 제1 차륜의 회전축을 연장한 방향으로서 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제1 차륜을 들어올릴 수 있는 제1 모듈;
상기 제1 모듈의 상기 한 쌍의 제1 차륜으로부터 상기 한 쌍의 제2 차륜을 향하는 방향으로서 제2 방향 측에 배치되고 상기 차량의 한 쌍의 제2 차륜의 상기 제1 방향 측으로 이동하여 상기 한 쌍의 제2 차륜을 들어올릴 수 있는 제2 모듈;
상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈을 연결하는 연결 링크; 및
상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 제어하는 제어부; 를 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제1 항에 있어서,
연결 링크는 상기 제1 모듈이 상기 제2 모듈과 상대적으로 상기 제1 방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 피벗 회전 가능하게 형성되는, 차량용 주차 로봇.
제1 항에 있어서,
연결 링크는 상기 제1 모듈이 상기 제2 모듈과 상대적으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 왕복 이동 가능하도록 형성되는, 차량용 주차 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제1 모듈은
상기 제2 방향으로 연장되는 제1 몸체; 및
상기 제1 몸체에 결합되고 상기 한 쌍의 제1 차륜을 지지하는 제1 전방 포크 및 제1 후방 포크; 를 포함하고,
상기 제2 모듈은
상기 제2 방향으로 연장되는 제2 몸체; 및
상기 제2 몸체에 결합되고 상기 한 쌍의 제2 차륜을 지지하는 제2 전방 포크 및 제2 후방 포크; 를 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제4 항에 있어서,
상기 제1 몸체는 상기 제2 방향으로 연장되는 제1 레일을 포함하고,
상기 제1 전방 포크는 상기 제1 레일에 상기 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합되는 제1 전방 포크 몸체 및 상기 제1 전방 포크 몸체로부터 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 한 쌍의 제1 차륜의 일 측을 지지하는 제1 전방 포크 바를 포함하고,
상기 제1 후방 포크는 상기 제1 레일에 상기 제2 방향으로 왕복 운동 가능하게 결합되는 제1 후방 포크 몸체 및 상기 제1 후방 포크 몸체로부터 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 한 쌍의 제1 차륜의 타 측을 지지하는 제1 후방 포크 바를 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제5 항에 있어서,
상기 제1 전방 포크는
상기 제1 전방 포크 몸체의 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되어 구동력을 제공하는 제1 전방 전동 바퀴; 및
상기 제1 후방 포크 몸체의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되어 구동력을 제공하는 제1 후방 전동 바퀴; 를 더 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제6 항에 있어서,
상기 제1 전방 포크는
상기 제1 전방 포크 바의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되는 적어도 하나의 제1 전방 보조 바퀴; 및
상기 제1 후방 포크 바의 상기 제3 방향의 반대 방향 측에 배치되는 적어도 하나의 제1 후방 보조 바퀴; 를 더 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제5 항에 있어서,
상기 제1 전방 포크는 상기 제1 후방 포크 바를 향하여 상기 제1 전방 포크 바의 일 측에 배치되는 제1 전방 지지 부재를 더 포함하고,
상기 제1 후방 포크는 상기 제1 전방 포크 바를 향하여 상기 제1 후방 포크 바의 일 측에 배치되는 제1 후방 지지 부재; 를 더 포함하는, 차량용 주차 로봇.
제8 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 한 쌍의 제1 차륜이 상기 주차장의 지면으로부터 이격되도록 상기 한 쌍의 제1 차륜을 상기 제1 전방 지지 부재과 상기 제1 후방 지지 부재 사이에 두고 상기 제1 전방 지지 부재과 상기 제1 후방 지지 부재를 인접하도록 이동시키는, 차량용 주차 로봇.
제4 항에 있어서,
상기 제1 몸체의 상기 제2 방향의 반대 방향 측에 배치되어 소정의 영역 내에서 3차원으로 사물을 인식하는 제1 사물 인식 센서; 및
상기 제2 몸체의 상기 제2 방향 측에 배치되어 소정의 영역 내에서 3차원으로 사물을 인식하는 제2 사물 인식 센서; 를 더 포함하고,
제어부는 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 정보를 분석하여 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 주행시키는, 차량용 주차 로봇.
제10 항에 있어서,
상기 제1 몸체의 상기 제2 방향의 반대 방향 측에 배치되어 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제1 사물 인식 보조 센서; 및
상기 제2 후방 포크의 상기 제2 방향 측 단부에 배치되어 상기 제3 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제2 사물 인식 보조 센서; 를 더 포함하고,
제어부는 상기 제1 사물 인식 보조 센서 및 상기 제2 사물 인식 보조 센서에 의하여 수집된 정보를 추가로 분석하여 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 주행시키는, 차량용 주차 로봇.
제10 항에 있어서,
상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 사이에 배치되어 마커를 인식하는 마커 센서; 를 더 포함하고,
제어부는 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 위치 정보와 상기 마커 센서로 인식된 마커의 위치 정보를 비교하여 상기 제1 사물 인식 센서 및 상기 제2 사물 인식 센서에 의하여 수집된 위치 정보를 수정하는, 차량용 주차 로봇.
제4 항에 있어서,
상기 제1 후방 포크의 상기 제2 방향 측 단부에 배치되어 상기 제2 방향에 수직한 소정의 영역 내에서 2차원으로 사물을 인식하는 제1 지상고 인식 센서; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 지상고 인식 센서를 통해 상기 차량의 하부면과 상기 주차장의 지면 사이의 거리가 상기 제1 후방 포크의 상부면으로부터 상기 주차장의 지면까지의 거리보다 크면 제1 전방 포크 및 제1 후방 포크가 상기 제1 차륜을 지지하고 제2 전방 포크 및 제2 후방 포크가 상기 제2 차륜을 지지하도록 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 상기 제1 방향으로 이동시키는, 차량용 주차 로봇.
제13 항에 있어서,
상기 제1 모듈은 상기 제1 방향 측에 배치되어 상기 차량과 상기 제1 모듈 사이의 거리는 측정하는 제1 거리 인식 센서; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 거리 인식 센서를 통해 측정한 거리가 소정의 거리가 될 때까지 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 상기 제1 방향으로 이동시키는, 차량용 주차 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈 사이에 배치되어 상기 차량의 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜을 인식하는 차륜 인식 센서; 를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜의 중간 지점에 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈의 중간 지점이 상기 제1 방향으로 나란하게 배치되도록 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈을 이동시키는, 차량용 주차 로봇.